論文の概要: Realization of topological Thouless pumping in a synthetic Rydberg dimension

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.08551v1
• Date: Wed, 12 Jun 2024 18:00:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-14 22:27:16.708677
• Title: Realization of topological Thouless pumping in a synthetic Rydberg dimension
• Title（参考訳）: 合成Rydberg次元におけるトポロジカルThoulessポンプの実現
• Authors: Martin Trautmann, Inti Sodemann Villadiego, Johannes Deiglmayr,
• Abstract要約: セシウム原子のリドベルク状態から1次元ライス・ミール鎖を工学的に構築することにより,合成次元におけるトポロジカル量子ポンピングの実現を実証する。 我々は、トポロジカルポンピングのためのThoulessプロトコルを実装し、ポンピングの期間と他のパラメータの関数として有効な量子粒子をポンピングする効率について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The simulation of synthetic dimensions by manipulating internal states of atoms and molecules has opened the door to investigate regimes outside those of more traditional quantum many-body platforms. Highly excited Rydberg states of atoms are a particularly promising platform to engineer Hamiltonians in such synthetic dimensions due to their large number of addressable states and the readily available technologies for manipulating their couplings and for detecting them. In this letter, we demonstrate the realization of topological quantum pumping in synthetic dimensions by engineering a one-dimensional Rice-Mele chain from the Rydberg states of cesium atoms, and manipulating their couplings in a time-dependent fashion through radio-frequency fields. We implement Thouless protocols for topological pumping and investigate the efficiency for pumping an effective quantum particle as a function of the period of pumping and other parameters while allowing for rates of change that are not necessarily adiabatic. We demonstrate that optimal pumping efficiencies of up to 90% can be achieved when the pump is operated in the topological Thouless regime, even when the pumping is accompanied by the wave-packet spread that arises from the energy dispersion of the particle along the synthetic dimension.
• Abstract（参考訳）: 原子や分子の内部状態を操作した合成次元のシミュレーションは、より伝統的な量子多体プラットフォーム以外の状態を調べるための扉を開いた。 ハイエキサイティングなリドベルクの原子は、多くの対応可能な状態と、それらのカップリングを操作し、検出するために利用できる技術のために、このような合成次元でハミルトンを設計する上で特に有望なプラットフォームである。 本稿では,セシウム原子のリドベルク状態から1次元ライス・メレ鎖を工学的に構築し,その結合を周波数場を通して時間依存的に操作することで,合成次元におけるトポロジカル量子ポンピングの実現を実証する。 我々は, トポロジカルポンピングのためのThoulessプロトコルを実装し, 有効量子粒子を, 必ずしも断熱的ではない変化率を許容しつつ, ポンプングなどのパラメータの関数としてポンプする効率について検討する。 本研究では, 合成次元に沿った粒子のエネルギー分散から発生する波束拡散に伴ってポンプがトポロジカルThouless系で作動した場合に, 最大90%のポンプ効率が得られることを示した。

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